Хід виконання роботи

1. Зібрати схему.

2. Ввести максимальний опір реостата для того, щоб стрілка гальванометра не зашкалювала.

1. Встановити повзунок реохорда на відмітку 30 см.

3. Змінювати опір магазина, добитись мінімального відхилення стрілки гальванометра, при якому опір реостата повільно зменшувати.

Всі виміри необхідно виконувати при короткочасному натискуванні на подвійний ключ, тому що подовжене протікання струму по колу призводить до нагрівання опорів моста та зміні їх величини.

5. Подібні вимірювання проробити при різних значеннях її і.

6. Методом середнього арифметичного визначити похибку. Результати вимірювань занести до таблиці:

Індивідуальні завдання

1 варіант

1. Лампочка й реостат, з'єднані послідовно, приєднані до джерела струму. Напруга U на затисках лампочки дорівнює 40 В, опір R реостата дорівнює 10 Ом. Зовнішній ланцюг споживає потужність Ρ = 120 Вт. Знайти силу струму I у ланцюзі.

2. До батареї акумуляторів, ВДС  якої дорівнює 2 В и внутрішній опір г= 0,5 Ом, приєднаний провідник. Визначити: 1) опір R провідника, при якому потужність, виділювана в ньому, максимальна; 2) потужність Р, що при цьому виділяється в провіднику.

3. До затисків батареї акумуляторів приєднаний нагрівач. ЕДС  батареї дорівнює 24 В, внутрішній опір г = 1 Ом. Нагрівач, включений у ланцюг, споживає потужність Ρ = 80 Вт. Обчислити силу струму в ланцюзі й ККД нагрівача.

2 варіант

1. ЕДС батареї акумуляторів 12 В, сила струму короткого замикання дорівнює 5 А. Яку найбільшу потужність можна одержати в зовнішньому ланцюзі, з'єднаної c такою батареєю?

2. ЕДС  батареї дорівнює 20 В. Опір R зовнішнього ланцюга дорівнює 2Ом, сила струму I = 4 А. Знайти ККД батареї. При якому значенні зовнішнього опору R КПД буде дорівнює 99%?

3. Обмотка електричного кип'ятильника має дві секції. Якщо включено тільки першу секцію, то вода закипає через 16 хв, якщо тільки друга, то через 30 хв. Через скільки мінут закипить вода, якщо обидві секції включити послідовно? Паралельно?

Контрольні питання.

1. Сформулюйте закон Кірхгофа.

2. Сформулюйте II закон Кірхгофа.

3. Запишіть формулу залежності опору провідника від температури.

4. В чому полягає явище надпровідності.

5. Що називається вузлом розгалуженого електричного кола?

6. Який закон встановлює співвідношення між теплопровідністю та електропровідністю металів. Сформулюйте цей закон.

Лабораторне заняття № 13

Тема: Визначення ціни поділки та внутрішнього опору гальванометра.

Мета роботи: визначити внутрішній опір гальванометра та проградуювати його.

Прилади та обладнання: лабораторна установка, два гальванометри, два магазини опору, перемикач.

Теоретичні відомості

Гальванометр – це прилад, який можна застосовувати для виміру малих значень струмів, або напруги, або як нуль – індикатор у місткових та потенціометричних схемах.

Найчастіше гальванометри належать до приладів електромагнітної системи. Принцип дії таких приладів побудований на взаємодії магнітних полів сталого магніту та вимірювальної котушки, яка може обертатися разом з індикаторною стрілкою. Вимірювальний струм тече по котушці, створює магнітне поле, яке змушує котушку обертатися в магнітному полі сталого магніту. Протидіючий обертальний момент створюється двома спіральними пружинами.

Оскільки протидіючий момент, за рахунок спіралей, є пропорційним куту закручення котушки ( α ), а момент за рахунок взаємодії магнітних полів – силі струму, що тече по котушці ( І ), то між силою струму та кутом закручення повинна існувати прямо пропорційна залежність: (1)

Кут відхилення котушки, в свою чергу, пропорційний до кількості поділок шкали гальванометру, звідси маємо залежність: (2)

де n – кількість поділок, на які відхиляється стрілка, k1 – шукана ціна поділки відносно струму.

Падіння напруги на гальванометрі визначається струмом та внутрішнім опором гальванометра ( r ) згідно до закону Ома ( ), напруга на гальванометрі дорівнює, а поміж ціною поділки відносно струму та відносно напруги є простий зв'язок:.

Задля знаходження шуканих величин ( k1, kU, r ) застосовують схему, зображену на мал..1. За допомогою правил Кірхгофа можна отримати наступні формули для шуканих величин: (3)

де ( R, R0, R1) – конкретні опори зі схеми мал..1, а ( n1, n2 ) – відхилення стрілки гальванометру (у поділках ), при певних умовах, які детально описані в розділі ˝ Порядок виконання роботи˝ нижче. Окрім того:

(4)

Які і є розрахунковими формулами роботи.

Опис експериментальної установки.

Мал..1. На схемі: PV1 - гальванометр, що використовується як вольтметр, PV2 - гальванометр, що досліджується, SA1 - перемикач, R,R1 - магазини опорів, R0 - сталий опір на 5 кОм, Е – джерело живлення.